超声波流量计基于微处理技术,大多采用集成电路及低电压宽脉冲发射技术而设计的。在测量技术上,为取得更高的分辨率和更大的测量范围,多使用0.1ns超高分辨率时间测量线路。它专门用于液体介质测量特别是水的测量。其显著特点是:精度等级为±1.0%,可在不停产状态下带压安装,主机既可安装于值控室还可输出电流、脉冲等标准信号并可利用RS232或RS485接口通讯进行计量数据远程传送。该流量计具有高可靠性、低功耗、抗干扰、安装维护方便等优点。
一、超声波流量计的基本构造与主要安装方式:
1、超声波流量计的构造
超声波流量计一般可分现场传感器(即探头),传输电缆,显示主机三大部分。其传感器有外夹式、插入式、法蓝式(即管段式),显示主机分固定式、便携式,而便携式主机可配备外夹式传感器对固定在线运行的超声波流量计进行比对(现场校准)且安装十分简便。
2、超声波流量计测量点的确定
超声波流量计需先选取一个适宜的测量点,然后把测量点的水管参数输入流量计中,最后将传感器(即探头)安装在水管上。
⑴测量点的一般要求
超声波流量计的测量点要求需在一定长度的直管段上,即选择水流分布均匀的管段,以减少测量误差。
⑵测量点的选取原则
⑴测量点宜选择距上游(水流来方向)10倍管径长度、距下游(水流去方向)5倍管径长度的均匀直管段(即上、下游阀门在该长度以外,或水管的拐点在该长度之外)。
⑵该直管段的材质要均匀无疤、裂痕以利于超声波传输。
⑶该直管段的内壁应无水垢(若略有水垢有条件时可用蒸汽或高压水吹扫)。
⑷该直管段要充满水(无论垂直或水平管段)。
3、超声波流量计传感器的分类及主要安装方式
超声波流量计传感器的安装质量直接关乎水流量测量的准确性、可信度和运行可靠性。
⑴超声波流量计传感器(探头)的分类
常用的超声波流量计传感器按安装方式有如下三种:
外夹式传感器—安装时需将管外壁的拟安装位置打磨光滑后用耦合剂将传感器(探头)贴于管外壁再用专用夹紧装置固定。该方式能方便地在管外进行水流量测量,也适合便携式。缺点是易因耦合剂的处置不当引起信号接收状态恶变而影响测量的稳定性。
插入式传感器—安装时用钻孔工具在不停产状态下将传感器(探头)插入管路中。优点是能在水管内壁结垢或水中带气情况下实现稳定可靠的测量。
管段式传感器—安装时需要切开选定的直管段,采用法蓝联接。产品已经过专门出厂标定,好处是传感器可以不停产进行维修,特点是测量准确度高。
⑵超声波流量计传感器(探头)的安装
超声波流量计传感器(探头)的安装位置一般选择两个传感器(探头)管轴在输水管道的管轴水平方向上或与管轴水平面成45度夹角。
超声波流量计传感器(探头)的安装方式有Z、V、N、W方式。其中N、W方式适用于管径为50mm以下的输水管道,因使用难度和性价比较高而很少应用。常用方式有两种:
a、“V”方式安装
“V”式安装是标准的安装方法,可测管径范围为25mm—400mm。安装传感器(探头)时须注意上下游两传感器(探头)水平对齐,使其中心连线与输水管道轴线水平一致。
b、“Z”方式安装
“Z”式安装一般适用于输水管道粗或水介质不很洁净或管道内壁有水垢而使“V”式安装信号失真状况。一般说来,300mm以上管径的输水管道选用“Z”式安装较适宜,“Z”式安装的可测管径范围通常在100mm—600mm。安装传感器(探头)时须注意上下游两传感器(探头)与输水管道轴线在同一平面内,且上游传感器(探头)在低位、上游传感器(探头)在高位。(示意图见说明书)
⑶超声波流量计传感器探头的安装检查
a、主要检查传感器(即探头)的安装位置是否适宜。
b、与水管外壁的结合是否光滑紧密。
c、通过主机检查信号强度和信号质量,观察传感器是否能够接收到使主机正常工作的超声波信号。
4、超声波流量计的调试
⑴按流量计要求输入管道参数,并记录。
⑵对上下游传感器(即探头)的安装位置、间距、管道接合度进行调整,将上下游两个方向上接收的信号强度调整至较全(信号强度越大则测量值越稳定、可信度越大,越能长时可靠运行)。
二、超声波流量计使用中的常见故障与处理:
1、故障现象:瞬时流量计波动大。
⑴故障原因:信号强度波动大;本身测量流体波动大。
⑵处理对策:调整好探头位置,提高信号强度(保持在3%以上)保证信号强度稳 定,如本身流体波动大,则位置不好,重新选点,确保前10D后5D的工况要求。
2、故障现象:外夹式流量计信号低。
⑴故障原因:管径过大或管道结垢严重或安装方式不对。
⑵处理对策:对管径过大、结垢严重者采用插入式探头;重新选择安装方式。
3、故障现象:插入式探头使用一段时间后信号降低。
⑴故障原因:可能探头发生偏移或探头表面水垢厚。
⑵处理对策:重新调整探头位置,清冼探头发射面。
4、故障现象:开机无显示。
⑴故障原因:电源属性与仪表额定值不对应或保险丝烧断。
⑵处理对策:检查电源属性是否与仪表的额定值相对应,保险丝是否烧断。如以上问题无则通知厂家专业人员处理。
5、故障现象:开机后仪表仅有背光而无任何字符显示。
⑴故障原因:一般为程序芯片失。
⑵处理对策:通知厂家专业人员处理。
6、故障现象:仪表在现场强干扰下无法使用。
⑴故障原因:供电电源波动范围较大或周围有变频器或强磁场干扰或接地线不正确。
⑵处理对策:给仪表提供稳定的供电电源;或将仪表安装远离变频器和强磁场干扰;或规范设置接地线。
超声波流量计是一种耐用的、非接触式测量污水的超声波流量计 ,便携式多普勒超声波流量计主要应用于城市污水处理厂、排水泵站环保检测及矿山、油田、冶金、化工、炼油、造纸、食品等行业的循环水、纸浆、矿浆、泥浆、酸碱液、化学原料、海水、城市排水、工业废水、生活污水、油水混合液等流量计量。
测量原理
便携式超声波流量计探头随仪表成对提供,实流标定后出厂。
所有标定数据、零偏及探头参数全部储存在探头内存里,与主机连接后,探头将数据发送给主机,主机会自动识别并优化工作。
便携式超声波流量计匹配所连接的探头后,用户只需输入管道和介质参数即可。
同时,仪表内置的数据库提供了大多数常用管材和介质的选项,测量时,用户还可根据状态显示了解应用情况。
全密封探头及一体式电缆确保长期可靠的工作,探头及电缆铠装层均为不锈钢材质,适用于苛刻的工业环境。
便携式超声波流量计采用独特的双uP技术,高速采样和自适应信号处理技术,即使在苛刻的测量工况下,也能可靠而稳定的工作。
应用指南
便携式超声波流量计在石油化工行业、核电行业、导热油领域有着独特的应用,并且采用了能量计算功能,可以在测量流量的同时,引入温度信号,从而获取能量参数。
超声波流量计具有高精确度、无阻碍测量以及较低的总体拥有成本等优点,正在快速发展成为流量测量领域,尤其是计量碳氢化合物的,并在石油和天然气领域得到普及。超声波流量计是一种使用十分方便的流量仪表,特别是在大口径管线上,便携式超声波流量计可以将探头安装在管道外表面,实现不断流、不破坏原有管线测量流量,因此受到广大用户的欢迎。
1.优点
(1)外夹式超声波流量计可以实现非接触测流量,即使是插入式或内贴式超声波流量计,其压损也几乎为零,其测流量的方便性与经济性是较好的。
(2)超声波流量计水、气、油各种介质都可以测量,其应用的领域十分广阔。
(3)超声波流量计的制造成本几乎和口径无关,在大口径流量计量场合有着价格合理、安装使用方便的综合竞争优势。
(4)便携式超声波流量计可以实现一台流量计在各种管径、各种材质的管线上测流量,是作为标准表进行在线校准、比对或期间核查的流量计类型。
(5)超声波流量计具有其测流原理基于长度与时间两个基本物理量的溯源方便性,可以预见它必将超越其他原理的流量计成为流量标准甚至是流量基准的载体。
(6)超声波流量计运行能耗极小,可方便地实现长年电池供电,加之先进的智能化主机可方便地进行网络无线通信,其应用前景更加广阔。
2.缺点
(1)超声波流量计目前所存在的缺点主要是可测流体的温度范围受超声波换能器及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制,以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。目前我国只能用于测量200℃以下的流体。
(2)抗干扰能力差,易受气泡、结垢、泵、等超声杂音的影响,导致精度变差。如果出现以上的情况,轻则精度变差,重则仪表不显示。
(3)另外,超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。这是因为,一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米,而声波在液体中的传播速度约为1500m/s左右,被测流体流速(流量)变化带给声速的变化量最大也是10-3数量级。若要求测量流速的准确度为±1%,则对声速的测量准确度需为10-5~10-6数量级,因此必须有完善的测量线路才能实现,这也正是超声波流量计只有在集成电路技术迅速发展的前题下才能得到实际应用的原因。
(4)安装存在未知性,不正确的安装方式,会影响测量的精度。
(5)使用寿命短,一般精度只能保证2年。
下一篇:恒温水浴的操作使用及注意事项